明挖电缆隧道钢板桩支护技术的工程应用

用

摘要：本文结合工程实例，具体论述了钢板桩支护设计方案，包括钢板桩的类型选择、钢板桩长度设计、围檩与支撑布置方案等，并详细叙述了钢板桩支护结构施工过程与施工要点，以期为同类型工程提供参考。

关键词：明挖电缆隧道；拉森钢板桩；基坑支护；工程应用 1工程概况

本工程明挖隧道采用钢筋混凝土现浇结构，横断面为单仓矩形。2回220kV电缆隧道净尺寸为2.0m(宽)×2.2m(高)，壁厚300mm；4回220kV电缆隧道净尺寸为2.5m(宽)×2.2m(高)，壁厚300mm；4回220kV+6回110kV电缆隧道净尺寸为2.8m(宽)×2.9m(高)，壁厚300mm。隧道设计埋深范围跨越粉质黏土层与粉土层，下卧淤泥质粉质黏土层。

2钢板桩支护设计方案

本工程基坑安全等级为二级，支护结构采用U型钢板桩（PU400×125×13）+钢支撑体系，桩长10m，采用静压打桩法。钢板桩围檩采用双拼

HM400×300×10×16型钢，内撑采用D609×16钢管，间距6m，钢板桩及支撑结构采用Q235B钢材。采用理正深基坑支护结构设计软件，对本工程钢板桩支护结构进行系列工况下的应力及稳定性验算。对于钢板桩截面强度，分析得最不利工况下的截面组合应力值为73.21MPa，小于钢板桩材料抗拉强度设计值215MPa；对于抗倾覆稳定性验算，采用围绕桩底转动模式的验算，最小抗倾覆安全系数为6.5，大于1.2，满足《建筑基坑支护技术规程》的要求；对于抗隆起稳定性验算，支护结构底部抗隆起稳定安全系数为2.7，大于1.6，满足《建筑基坑支护技术规程》的要求；对于突涌稳定性验算，突涌稳定安全系数计算值0.9，小于《建筑基坑支护技术规程》要求的1.1，因此，为保证基坑施工安全，减小下卧淤泥

层的不利影响，基坑底部采用三重管高压旋喷桩D600@450加固，加固深度为坑底下3m，水泥土无侧限抗压强度不小于0.8MPa。加固区水泥掺量不小于30%，水灰比1.0，处理后渗透系数不大于1×10-7cm/s。

3钢板桩支护施工要点 3.1钢板桩进场检验

钢板桩进场后应查验出厂合格证，对钢板桩进行外观检验，注意钢板桩是否有表观缺陷，如锈蚀、卷曲、割孔或断面缺损等，同时，应尺量钢板桩的长度、厚度、宽度等几何尺寸，另外，由于钢板桩相互之间主要太多通过锁扣连接，应重点检查锁扣的状态，应及时清除锁口内的填充杂物，保证钢板桩相互之间紧密连接，实现挡土、截水功能。钢板桩施打及拔除过程中，锁扣部位的间隙较小，摩擦力较大，因此，为减锁扣内的摩擦力及防止锁扣变形、扭曲，可在锁扣内进行黄油涂抹处理。

3.2运输及堆放

钢板桩检验合格后，在运输和堆放时要尽量不使其弯曲变形，避免碰撞，尤其不能将连续锁口碰坏。堆放场地应平整坚实，不会产生大的沉陷。最下层板桩应垫木块。不同断面板桩需分开堆放，每堆钢板桩间要留出一定通道，便于吊机或运输车辆的通行。当在水上打板桩时，需用预制的金属构架导向。施工时先在船上或栈桥上打脚手桩，再用吊机将预制好的金属导向架搁置在桩上，板桩沿着该构架上的导向槽逐块打入。

3.3首根定位桩施工

钢板桩之间通过锁扣连接，后打的桩的位置及垂直度将直接由先打的桩决定，为保证钢板桩整体的位置及垂直度，需严格施工定位桩，工程中一般选择节点桩作为定位桩，施工时设置导架，在导架上焊接20mm钢板进行轴线方向限位。

3.4钢板桩插打

钢板桩沉桩应架设导向架，并应符合下列规定：（1）导向架与钢板桩轴线平行设置，导桩和导梁可采用H型钢，应具有足够的强度和刚度，截面高度一般为250mm～350mm；（2）宜采用双侧式导向架；当土层松软、桩较短时，可采用单侧式导向架；（3）施工过程中随时关注并及时调整导桩、导梁的平面位置及垂直状态，采用经纬仪、水平仪等设备加强观测；（4）为方便插入钢板桩，导梁顶标高一般比钢板桩设计标高低，标高差值宜以300mm～500mm控制；（5）为便于钢板桩插入并实现顺利插打，导梁与钢板桩之间宜有一定宽度间隙，间隙宽度一般控制在10mm～30mm。

钢板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划分，以便使打设后的板桩墙有足够的刚度和良好的防水作用，且板桩墙面平直，以满足基坑内主体结构施工的要求。宜沿板桩墙轴线方向对称向两侧推进施工，形成整体桩墙，然后在一侧连续沉桩；也可从板桩墙的一角开始，逐块打设，直到工程结束。

施工过程中保持钢板桩的垂直度是关键，因此，应设置专门的桩身垂直度观测装置，实现对桩身垂直度的实时观测与反馈，采样频率一般控制在钢板桩每入土1m测量一次，对于不同土质的土层频率可依据情况适当调整。当垂直度偏差较大（一般超过2%）时，应及时采取措施进行纠偏，切忌强行拉齐，建议将偏斜的钢板桩拔出、调正后重新插打。

3.5钢板桩合拢

钢板桩合拢质量决定了围堰结构的整体性与密闭性，直接影响结构安全与截水效果，因此，是钢板桩插打过程的关键收尾环节。而由于闭合桩插打时，其两侧锁扣均需与相接的钢板桩锁扣嵌套，其对位要求严格且阻力明显增大，从而直接增大了插打难度。闭合桩宜选择相对容易沉桩的部位，一般设置在围堰短边，并距离角桩大约4～5个桩位。为实现顺利合拢，钢板桩施工图放样时应尽可能地精确计算出钢板的数量，施工时严格按图施工，以最终保证合拢时已施打的钢板桩之间的空隙正好是闭合桩的空间且两侧钢板桩的锁扣平行。由于现场环境复杂而无法完全控制导致两侧锁扣不平行，可采用倒链对拉或千斤顶顶压进行调整，也可采取异型钢板桩合拢的施工工艺。

3.6倾斜桩处理

由于钢板桩无法严格平直打入，两侧锁扣部位的摩擦力也不尽相同，位置及垂直度的累积差异可能导致钢板桩向前倾斜。为尽量减小这一影响，可在施打钢板桩时提前向后倾斜，斜度控制在1%～5%，但这易导致钢板桩趴倒，建议采用手工葫芦向后拉紧钢板桩予以配合。一旦钢板桩向前倾斜，应制作上小下大的纠偏桩进行插打纠偏后方可正常后续施工。

3.7扭转桩处理

扭转桩处理可采取以下措施：（1）沿打桩行进方向用卡板锁住板桩的前锁口；（2）当钢板桩墙产生扭转或蛇形弯曲时，应在钢板桩和导梁之间设置足够的卡板；（3）在钢板桩与围橡之间的两边空隙内，设滑轮支架，制止板桩下沉中的转动；（4）在两块板桩锁口连接的两侧，采用垫铁或木样塞实。

4注意事项

①作业前必须对土质及板桩打入情况、基坑开挖深度及支护方法、开挖过程中遇到的问题等作详细调查，依此判断拔桩作业的难易程度，做到事先有充分的准备。②基坑内的土建施工结束后，回填必须要有具体要求，尽量使板桩两侧土压平衡，有利于拔桩作业。③有关噪声与振动等公害，需得到有关部门确认，以便于解决。

5结束语

综上所述，基坑支护对于明挖电缆隧道施工是确保施工质量与安全的重要环节，拉森钢板桩支护技术具有结构可靠、防水性能优良、施工简单快速、造价低等综合优势，成为明挖电缆隧道施工常用的支护形式之一。本文从某明挖电缆隧道施工过程出发，通过本文工程实例，详细论述了采用该支护技术的方案设计与施工要点，可为同类型工程提供直接参考，同时希望为从事相关工程施工的人员提供一定的理论支持。

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